熱水熱力管網的水力計算熱水管網的水力計算是在完成熱水供應系統布置，繪出熱水管網系統圖及選定加熱設備后進行的。水力計算的目的是：計算第一循環管網（熱媒管網）的管徑和相應的水頭損失；計算第二循環管網（配水管網和回水管網）的設計秒流量、循環流量、管徑和水頭損失；確定循環方式，選用熱水管網所需的各種設備及附件，如循環水泵、疏水器、膨脹設施等。1J循環管網的水力計算:1J循環管網的水力計算:熱媒為熱水：以熱水為熱媒時，熱媒流量G按公式（8-8）計算。熱媒循環管路中的配、回水管道，其管徑應根據熱媒流量G、熱水管道允許流速，通過查熱水管道水力計算表確定，并據此計算出管路的總水頭損失Hh。熱水管道的流速，宜按表8-45選用。當鍋爐與水加熱器或貯水器連接時，如圖8-12所示:當鍋爐與水加熱器或貯水器連接時，如圖8-12所示:帰辭伽）15-202S40Pl圖區旃媒營網自然循環壓力Pl圖區旃媒營網自然循環壓力熱媒管網的熱水自然循環壓力值Hzr按式（8-35）計算：Hh~ -8式中：Hzr—熱水自然循環壓力，Pa;△h—鍋爐中心與水加熱器內盤管中心或貯水器中心垂直高度，m;pl—鍋爐出水的密度，kg/m3;p2—水加熱器或貯水器的出水密度，kg/m3o當Hzr>Hh時，可形成自然循環，為保證運行可靠一般要求（8-36）：當Hzr不滿足上式的要求時，則應采用機械循環方式，依靠循環水泵強制循環。循環水泵的流量和揚程應比理論計算值略大一些，以確保可靠循環。熱媒為高壓蒸汽：以高壓蒸汽為熱媒時，熱媒流量G按公式（8-6）或（8-7）確定熱媒蒸汽管道一般按管道的允許流速和相應的比壓降確定管徑和水頭損失。高壓蒸汽管道的常用流速見表8-13o高壓蒸氣管道常用流速 表4心確定熱媒蒸汽管道管徑后，還應合理確定凝水管管徑。第二循環管網的水力計算：1.配水管網的水力計算配水管網水力計算的目的主要是根據各配水管段的設計秒流量和允許流速值來確定配水管網的管徑，并計算其水頭損失值。（1）熱水配水管網的設計秒流量可按生活給水（冷水系統）設計秒流量公式計算。（2）衛生器具熱水給水額定流量、當量、支管管徑和最低工作壓力同給水規定。（3）熱水管道的流速，宜按表8-12選用。（4）熱水管網水頭損失計算熱水管網中單位長度水頭損失和局部水頭損失的計算，與冷水管道的計算方法和計算公式相同，但熱水管道的計算內徑dj應考慮結垢和腐蝕引起過水斷面縮小的因素，管道結垢造成的管徑縮小量見表8-14。 管道結垢造成的管徑縮小量 表8T4 琶誼公卷晝稅?uim| 15U0 50-100 I 125-20H熱水管道的水力計算，應根據采用的熱水管道材料，選用相應的熱水管道水力計算圖表或公式進行計算。使用時應注意水力計算圖表的使用條件，當工程的使用條件與制表條件不相符時，應根據有關規定作相應修正。1）當熱水管采用交聯聚乙烯（PE-X）管時，其管道水力坡降值可采用式（8-37）計算：式中：i一管道水力坡降，kPa/m或0.1mH2O/m；q—管道內設計流量，m3/s;

dj—管道計算內徑，mo如水溫為60C時，可以參照圖8-3的PE-X管水力計算圖選用管徑。333iO-0O.G333iO-0O.G如水溫高于或低于60°C時，可按表8-15修正。水頭損失溫度修正系數 表8T5V—管道內水流平均速度，m/s;g—重力加速度，m/s2，一般取9.81m/s2。設計時，可以按式（8-38）計算，也可以查附錄8-1、8-2進行計算。2.回水管網的水力計算回水管網水力計算的目的在于確定回水管網的管徑。回水管網不配水，僅通過用以補償配水管熱損失的循環流量。回水管網各管段管徑，應按管中循環流量經計算確定。初步設計時，可參照表8-16選用。熱水管網回水管管徑選用表 表8T6為保證各立管的循環效果，盡量減少干管的水頭損失，熱水配水干管和回水干管均不宜變徑，可按其相應的最大管徑確定。機械循環管網的計算第二循環管網由于流程長，管網較大，為保證系統中熱水循環效果，郭鵬學暖通一般多采用機械循環方式。機械循環又分為全日熱水供應系統和定時熱水供應系統兩類。機械循環管網水力計算的目的是在確定了最不利循環管路即計算循環管路和循環管網中配水管、回水管的管徑后進行的，其主要目的是選擇循環水泵。（1）全日熱水供應系統熱水管網計算計算方法和步驟如下：1）計算各管段終點水溫，可按下述面積比溫降方法計算：式中：At—配水管網中計算管路的面積比溫降，°C/m2;△T—配水管網中計算管路起點和終點的水溫差，按系統大小確定，般取△T=5~10°C;F—計算管路配水管網的總外表面積，m2；廿一計算管段終點以前的配水管網的總外表面積，m2。tc—計算管段的起點水溫,C;tz—計算管段的終點水溫,CO2）計算配水管網各管段的熱損失，公式（8-41）如下：, t+毛 、式中：qs—計算管段熱損失，W；D—計算管段外徑，m；L—計算管段長度，m;K—無保溫時管道的傳熱系數，W/（m2?C）;—保溫系數，無保溫時=0，簡單保溫時=0.6，較好保溫時=0.7~0.8；tc、tz 同公式（8-40）;tj—計算管段周圍的空氣溫度,C,可按表8-17確定。管道周圍的空氣溫度 表8-17晉逍敕設情況勺2 11420果腹房間內購薈數設30款設玄不疑覆層伺詼頂栩內疑用一月齡室并平均潘度歎諼任不采報備下室內3）計算配水管網總的熱損失將各管段的熱損失相加便得到配水管網總的熱損失，即：初步設計時，也可按設計小時耗熱量的3%~5%來估算，其上下限可視系統的大小而定：系統服務范圍大，配水管線長，可取上限；反之，取下限。4）計算總循環流量求解Qs的目的在于計算管網的循環流量。循環流量是為了補償配水管網在用水低峰時管道向周圍散失的熱量。保持循環流量在管網中循環流動，不斷向管網補充熱量，從而保證各配水點的水溫。管網的熱損失只計算配水管網散失的熱量。將Qs代入式（8-42）求解全日供應熱水系統的總循環流量qx:（8-42）式中：qx—全日熱水供應系統的總循環流量，L/s。Qs—配水管網的熱損失，W；C—水的比熱，C=4187J/（kg?°C）;△T—同公式（8-39），其取值根據系統的大小而定；pr—熱水密度，kg/L;5）計算循環管路各管段通過的循環流量在確定qx后，可從水加熱器后第1個節點起依次進行循環流量分配，以圖8.4.3為例，通過管段I的循環流量qlx，即為qx。用以補償整個配水管網的熱損失，流入節點1的流量q1x用以補償1點之后各管段的熱損失，即qAS+qBS+qCS+q口S+qMS,qlx又分流入A管段和口管段，其循環流量分別為qAx和qUx。根據節點流量守恒原理：qlx二qlx,qHx=qIx-qAxoqnx補償管段口、皿、B、C的熱損失，即qIIS+qmS+qBS+qCS,qAx補償管段A的熱損失qAS。2m-.4III3!2□、】2m-.4III3!2□、】l1L一叮ZT-z十c?!按照循環流量與熱損失成正比和熱平衡關系，可按下式確定：(8-43a)流入節點2的流量q2x用以補償2點之后各管段的熱損失，即qMS+qBS+qcs,q2x又分流入B管段和皿管段，其循環流量分別為qBx和qMx。根據節點流量守恒原理：q2x二qUx,qMx二qUx-qBx。qmx補償管段皿和C的熱損失，即qMS+qcs,qBx補償管段B的熱損失qBS。同理可得：■n Irl流入節點3的流量尬用以補償3點之后管段C的熱損失知。根據節點流量守恒原理：血:=§叫如=5管道III的循壞流量即為管段C的循環流量。，將式(8-43a)和式(8-43b)簡化為通用計算式，即式中:q母、弘-皿一n、n+1管段所通過的循壞流量,L/s；n+1管段及其后各管段的熱損失之和，朋”%—n管段及其后各管段的熱損失之和，W。?nvn+1管段如圖8-5。”6）復核各管段的終點水溫，計算公式如下：.亠亠務式中：t'z—各管段終點水溫,°c；tc—各管段起點水溫,C;qs—各管段的熱損失，W；q'x—各管段的循環流量，L/s；C—水的比熱，C=4187J/（kg?°C）;pr—熱水密度，kg/L。計算結果如與原來確定的溫度相差較大，應以公式（8-40）和公式（8-44）的計算結果：作為各管段的終點水溫，重新進行上述2）~6）的運算。7）計算循環管網的總水頭損失，公式如下：（8-45）式中：H—循環管網的總水頭損失，kPa;HP—循環流量通過配水計算管路的沿程和局部水頭損失，kPa;Hx—循環流量通過回水計算管路的沿程和局部水頭損失，kPa;Hj—循環流量通過水加熱器的水頭損失，kPa。容積式水加熱器、導流型容積式水加熱器、半容積式水加熱器和加熱水箱，因容器內被加熱水的流速一般較低（v》0.1m/s）,其流程短，故水頭損失很小，在熱水系統中可忽略不計。對于快速式水加熱器，被加熱水在其中流速較大，流程也長，水

頭損失應以沿程和局部水頭損失之和計算，即：（8-46）式中：^H—快速式水加熱器中熱水的水頭損失，kPa;入一管道沿程阻力系數；L—被加熱水的流程長度，m；dj—傳熱管計算管徑，m；—局部阻力系數，可參考圖8-6，按表8-18選用；v—被加熱水的流速，m/s；g—重力加速度，m/s2，一般取9.81m/s2。快速式水加熱器局部阻力系數E值 表8T8咼at阻力舷貳譏室劉管東曲營衷並水畫0.5卷戍空撈1卿4■圭一管蹙甄另一詩勇2.5熱水管灌坤普阮曉自導人昔閆1.5與毎東垂直滝出管閭1.0莊賢間絳過烹承扳0.5妄薫同克--段訊兄一忌1.!汽一我怏遷武水憂桃弱與醬袁垂宜肘吭室炷口型出口0.75壷水宜轉W1.5與爰屯觸宵浚人苦厲1E計算循環管路配水管及回水管的局部水頭損失可按沿程水頭損失的20%~30%估算。8）選擇循環水泵熱水循環水泵通常安裝在回水干管的末端，熱水循環水泵宜選用熱水泵，水泵殼體承受的工作壓力不得小于其所承受的靜水壓力加水泵揚程。循環水泵宜設備用泵，交替運行循環水泵的流量：（8-47）式中：Qb—循環水泵的流量，L/s;qx—全日熱水供應系統的總循環流量,L/so循環水泵的揚程：（8-48）式中：Hb—循環水泵的揚程，kPa；Hp、Hx、Hj—同公式（8-45）。（2）定時熱水供應系統機械循環管網計算定時熱水供應系統的循環水泵大都在供應熱水前半小時開始運轉，直到把水加熱至規定溫度，循環水泵即停止工作。因定時供應熱水時用水較集中，故不考慮熱水循環，循環水泵關閉。定時熱水供應系統中熱水循環流量的計算，是按循環管網中的水每小時循環的次數來確定，一般按2~4次計算，系統較大時取下限；反之取上限。循環水泵的出水量即為熱水循環流量：8-49)式中：Qb—循環水泵的流量，L/h；V—熱水循環管網系統的水容積，不包括無回水管的管段和加熱設備的容積，L；循環水泵的揚程，計算公式同（8-48）。4.自然循環熱水管網的計算在小型或層數少的建筑物中，有時也采用自然循環熱水供應方式。自然循環熱水管網的計算方法和程序與機械循環方式大致相同，也要如前述先求出管網總熱損失、總循環流量、各管段循環流量和循環水頭損失。但應在求出循環管網的總水頭損失之后，先校核一下系統的自然循環壓力值是否滿足要求。由于熱水循環管網有上行下給式和下行上給式兩種方式，因此，其自然循環壓力值的計算公式也不同。（1）上行下給式管網（見圖8-7（a）），可按式（8-50）計算:H才=10A方（込屋鑼］式中Hzr—上行下給式管網的自然循環壓力，Pa;△h—鍋爐或水加熱器的中心與上行橫干管中點的標高差，m;p3—最遠處立管中熱水的平均密度，kg/m3;p4—總配水立管中熱水的平均密度，kg/m3;（2）下行上給式管網（見圖8-7（b））,可按式（8-51）計算:=10［（A//,-A//1Xp7-必）+的（碼難弼］（8-51）式中：Hzr—下行上給式管網的自然循環壓力，Pa;△h'—鍋爐或水加熱器的中心至立管頂部的標高差，m;△hi—鍋爐或水加熱器的中心至配水橫干管中心垂直距離，m;p5、p6—最遠處回水立管、配水立管管段中熱水的平均密度，kg/m3；p7、p8—水平干管回水立管、配水立管管段中熱水的平均密度，

kg/m3。kg/m3。團Rf 執水率締白獄循環樂力計負用!￥1當管網循環水壓Hzr>1.35H時，管網才能安全可靠地自然循環，H為循環管網的總水頭損失，可由公式（8-45）計算確定。否則應采取機械強制循環。冷熱水循環管選用流速：3直登選用壷速送用壷呈最AM歸L1盍呈對應負荷d5度溫差心10度溫差衛Rd（mrnhi?。）*21rtia/h^冊伍」；0.204■卻0